فناوری فشرده سازی ویدئویی یک فناوری کلیدی است که در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود. این فناوری به کاهش حجم تصاویر ویدئویی بدون از دست دادن کیفیت آنها کمک می کند. این امر می تواند برای کاربردهایی مانند پخش ویدیو، ذخیره سازی ویدیو و تولید ویدیو مفید باشد.
در این مقاله از سایت ایرانکمز، به بررسی تکنولوژی های H.264،H.265 و H.265+ و تفاوت های آن ها با یکدیگر و کاربردهایشان و آینده این تکنولوژی های فشرده سازی و بهبود دهنده تصاویر خواهیم پرداخت در ادامه با ما همراه باشید.
تکنولوژی H.264 چیست؟
تکنولوژی H.264، که با نام MPEG-4 Part 10 یا AVC (Advanced Video Coding) نیز شناخته می شود، یک استاندارد فشرده سازی ویدئو است که در سال 2003 توسط اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU-T) و انجمن مهندسی برق و الکترونیک (IEEE) معرفی شد. H.264 به سرعت به استاندارد غالب فشرده سازی ویدیو تبدیل شد و اکنون در اکثر دستگاه های پخش ویدیو، از جمله تلفن های هوشمند، تبلت ها، رایانه ها و تلویزیون ها پشتیبانی می شود.
H.264 از یک سری الگوریتم ها برای کاهش حجم فایل های ویدئویی استفاده می کند. که در زیر به این الگوریتم ها اشاره میکنیم.
الگوریتم های کاهش حجم ویدئویی H.264
پیش بینی حرکت
این الگوریتم از اطلاعات حرکت در فریم های قبلی برای پیش بینی محتوای فریم فعلی استفاده می کند. این امر می تواند منجر به کاهش قابل توجه حجم فایل ویدیو شود.
جبران حرکت
این الگوریتم تفاوت بین محتوای واقعی فریم فعلی و محتوای پیش بینی شده را محاسبه می کند. این تفاوت سپس با استفاده از الگوریتم های فشرده سازی معمولی فشرده می شود.
کدگذاری پیش بینی شده
این الگوریتم از اطلاعات پیش بینی شده برای فشرده سازی داده های تصویر استفاده می کند. این امر می تواند منجر به کاهش بیشتر حجم فایل ویدیو شود.
مزیت های تکنولوژی H.264
کیفیت تصویر خوب
H.264 می تواند کیفیت تصویر خوبی را با بیت ریت های نسبتاً کم ارائه دهد.
پشتیبانی گسترده
H.264 توسط اکثر دستگاه های پخش ویدیو پشتیبانی می شود.
سرعت کدگذاری و رمزگشایی بالا
H.264 می تواند با سرعت نسبتاً بالایی کدگذاری و رمزگشایی شود.
کاربرد های تکنولوژی H.264
ضبط و پخش ویدیو با کیفیت بالا
H.264 برای ضبط و پخش ویدیو با کیفیت بالا، مانند 1080P و 4K، استفاده می شود.
استریم ویدیو
H.264 برای استریم ویدیو در اینترنت استفاده می شود.
ضبط دوربین مداربسته
H.264 در دوربین مداربسته و دستگاه های ضبط تصاویر به طور گسترده ای استفاده می شود. این استاندارد به کاهش حجم تصاویر ویدئویی ضبط شده کمک می کند، که باعث کاهش نیاز به فضای ذخیره سازی و پهنای باند می شود.
تکنولوژی H.265 چیست؟
H.265، که با نام‌های HEVC (High Efficiency Video Coding) و MPEG-H Part 2 نیز شناخته می‌شود، یک استاندارد جدید فشرده‌سازی ویدئو است که در سال 2013 توسط اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU-T) و انجمن مهندسی برق و الکترونیک (IEEE) معرفی شد. این استاندارد بر اساس کدگذاری واحدهای درختی (Tree Unit Coding) توسعه یافته است و نسبت به استاندارد قبلی، H.264، تا 50 درصد بهبود در کارایی فشرده‌سازی را ارائه می‌دهد.
H.265 هم همانند H.264 از یک سری الگوریتم های جدیدتر و پیشرفته تر نسبت به H.264 استفاده می کند. این الگوریتم ها شامل موارد زیر هستند:
الگوریتم های کاهش حجم ویدئویی H.265
پیش بینی حرکت پیشرونده
این الگوریتم از اطلاعات حرکت در فریم های قبلی و بعدی برای پیش بینی محتوای فریم فعلی استفاده می کند. این امر می تواند منجر به کاهش بیشتر حجم فایل ویدیو شود.
کدگذاری پیش بینی شده پیشرفته
این الگوریتم از اطلاعات پیش بینی شده برای فشرده سازی داده های تصویر با کارایی بیشتری استفاده می کند. این امر می تواند منجر به کاهش بیشتر حجم فایل ویدیو شود.
رمزگذاری چند فریمی
این الگوریتم از اطلاعات چند فریم برای فشرده سازی داده های تصویر استفاده می کند. این امر می تواند منجر به کاهش بیشتر حجم فایل ویدیو شود.
مزایای تکنولوژیH.265 نسبت به تکنولوژی H.264
کارایی فشرده سازی بالاتر H.265
می تواند حجم فایل های ویدئویی را تا 50 درصد کاهش دهد.
کیفیت تصویر بهتر H.265
می تواند کیفیت تصویر بهتری را با بیت ریت های مشابه H.264 ارائه دهد.
پشتیبانی گسترده H.265
توسط اکثر دستگاه های پخش ویدیو جدید پشتیبانی می شود.
کاربردهای تکنولوژی H.265
ضبط و پخش ویدیو با کیفیت بالا H.265
برای ضبط و پخش ویدیو با کیفیت بسیار بالا، مانند 8K و 16K ، استفاده می شود.
استریم ویدیو با کیفیت بالا H.265
برای استریم ویدیو با کیفیت بالا در اینترنت استفاده می شود.
ضبط دوربین مداربسته H.265
H.265در دوربین مداربسته و دستگاه های ضبط تصاویر با وضوح بالا ( HDو4K) به طور فزاینده ای استفاده می شود. این استاندارد به کاهش حجم تصاویر ویدئویی ضبط شده با وضوح بالا کمک می کند، که باعث کاهش نیاز به فضای ذخیره سازی و پهنای باند می شود.
تکنولوژی H.265+ چیست؟
تکنولوژی H265+، که با نام H.265++ نیز شناخته می شود، یک نسخه بهبود یافته از استاندارد H.265 است که توسط شرکت هایک ویژن توسعه یافته است. H265+ از الگوریتم های هوشمندی برای کاهش بیشتر حجم فایل های ویدئویی استفاده می کند. این الگوریتم ها بر اساس پیش بینی حرکت (Motion Prediction) و جبران حرکت (Motion Compensation) کار می کنند و می توانند مناطق ثابت تصویر را از مناطق متحرک جدا کنند و فقط مناطق متحرک را فشرده سازی کنند.
مزایای تکنولوژی H265+ نسبت به تکنولوژی H.265
نسبت فشرده سازی بالاتر H265+
می تواند حجم فایل های ویدئویی را تا 20 درصد کاهش دهد.
کیفیت تصویر بهتر H265+
می تواند کیفیت تصویر بهتری را با بیت ریت های مشابه H.265 ارائه دهد.
پشتیبانی دستگاه H265+
توسط اکثر دستگاه های پخش ویدیو جدید که از H.265 پشتیبانی می کنند، پشتیبانی می شود.
کاربردهای تکنولوژی H265+
ضبط و پخش ویدیو با کیفیت بالا H265+
برای ضبط و پخش ویدیو با کیفیت بسیار بالا، مانند 8K و 16K ، استفاده می شود.
استریم ویدیو با کیفیت بالا H265+
برای استریم ویدیو با کیفیت بالا در اینترنت استفاده می شود.
ضبط دوربین مداربسته H265+
برای ضبط تصاویر دوربین مداربسته با کیفیت بالا استفاده می شود.
کاربرد تکنولوژی H.265 در دستگاه های ضبط تصاویر یا رکوردر های دوربین مداربسته
کاهش حجم تصاویر ویدئویی ضبط شده
یکی از اصلی ترین کاربردهای H.265 در دستگاه ضبط تصاویر، کاهش حجم تصاویر ویدئویی ضبط شده است. این امر باعث می شود که فضای ذخیره سازی کمتری برای ذخیره تصاویر ویدئویی مورد نیاز باشد.
به عنوان مثال، یک دوربین مداربسته با وضوح 1080p، با استفاده از استاندارد H.264، می تواند تصاویری با نرخ بیت 10 مگابیت بر ثانیه ضبط کند. این بدان معناست که هر دقیقه فیلم ضبط شده، 600 مگابایت فضای ذخیره سازی را اشغال می کند. اگر از استاندارد H.265 استفاده شود، می توان با همان کیفیت تصویر، نرخ بیت را به 5 مگابیت بر ثانیه کاهش داد. این امر باعث می شود که هر دقیقه فیلم ضبط شده، تنها 300 مگابایت فضای ذخیره سازی را اشغال کند.
کاهش پهنای باند مورد نیاز برای انتقال تصاویر ویدئویی
H.265 همچنین می تواند باعث کاهش پهنای باند مورد نیاز برای انتقال تصاویر ویدئویی شود. این امر می تواند برای سیستم های نظارت تصویری مبتنی بر شبکه، که از اینترنت برای انتقال تصاویر ویدئویی استفاده می کنند، مفید باشد.
به عنوان مثال، یک دوربین مداربسته با وضوح 1080p، با استفاده از استاندارد H.264، می تواند تصاویری با نرخ بیت 10 مگابیت بر ثانیه ارسال کند. این بدان معناست که برای ارسال یک دقیقه فیلم ضبط شده، به پهنای باند 6 مگابیت بر ثانیه نیاز است. اگر از استاندارد H.265 استفاده شود، می توان با همان کیفیت تصویر، نرخ بیت را به 5 مگابیت بر ثانیه کاهش داد. این امر باعث می شود که برای ارسال یک دقیقه فیلم ضبط شده، تنها به پهنای باند 3 مگابیت بر ثانیه نیاز باشد.
بهبود کیفیت تصویر
H.265 می تواند به بهبود کیفیت تصویر نیز کمک کند. این امر به ویژه در شرایطی که حرکت سریع وجود دارد، مفید است.
به عنوان مثال، در یک صحنه با حرکت سریع، ممکن است تصاویر ضبط شده با استفاده از استاندارد H.264 دچار تاری شوند. با استفاده از استاندارد H.265، می توان از این تاری جلوگیری کرد و کیفیت تصویر را بهبود بخشید.
بهترین ابزارها برای نمایش تکنولوژی های H.264 و H.265 کدامند؟
بهترین ابزارها برای نمایش تکنولوژی های H.264 و H.265، ابزارهایی هستند که به شما امکان می دهند کیفیت تصویر و عملکرد این دو استاندارد را به طور مستقیم مقایسه کنید. این ابزارها می توانند به شما کمک کنند تا مزایای H.265 نسبت به H.264 را درک کنید و تصمیم بگیرید که کدام استاندارد برای کاربرد شما مناسب تر است.
در اینجا چند مورد از بهترین ابزارها برای نمایش تکنولوژی های H.264 و H.265 برایتان آورده ایم:
- VLC Media Player
VLC Media Player یک پخش کننده رسانه رایگان و منبع باز است که می تواند فایل های ویدئویی با فرمت های مختلف، از جمله H.264 و H.265 را پخش کند. این پخش کننده دارای یک ویژگی مقایسه تصویر است که به شما امکان می دهد دو نسخه از یک فیلم را با هم مقایسه کنید. این ویژگی می تواند برای مقایسه کیفیت تصویر دو نسخه از یک فیلم ضبط شده با استفاده از استانداردهای H.264 و H.265 استفاده شود.
- MediaInfo
MediaInfo یک ابزار رایگان و منبع باز است که اطلاعات مربوط به فایل های رسانه ای، از جمله فرمت، اندازه، نرخ بیت و غیره را ارائه می دهد. این ابزار می تواند برای مقایسه اطلاعات مربوط به دو فایل ویدئویی با فرمت های مختلف، از جمله H.264 و H.265 استفاده شود. این اطلاعات می تواند برای مقایسه حجم، نرخ بیت و سایر ویژگی های دو فیلم استفاده شود.
- FFmpeg
FFmpeg یک مجموعه ابزار رایگان و منبع باز است که برای تبدیل، ضبط و ویرایش فایل های رسانه ای استفاده می شود. این مجموعه ابزار شامل یک برنامه کاربردی به نام ffplay است که می تواند فایل های ویدئویی را پخش کند. ffplay دارای یک ویژگی مقایسه تصویر است که مشابه ویژگی مقایسه تصویر VLC Media Player است.
- 264 vs. H.265 Benchmark
H.264 vs. H.265 Benchmark یک ابزار تجاری است که برای مقایسه کیفیت تصویر و عملکرد H.264 و H.265 استفاده می شود. این ابزار مجموعه ای از فیلم های آزمایشی را ارائه می دهد که می توانید از آنها برای مقایسه کیفیت تصویر دو استاندارد استفاده کنید. این ابزار همچنین اطلاعاتی در مورد حجم، نرخ بیت و سایر ویژگی های دو فیلم ارائه می دهد.
انتخاب بهترین ابزار برای نمایش تکنولوژی های H.264 و H.265 به نیازهای خاص شما بستگی دارد. اگر به دنبال یک ابزار رایگان و منبع باز هستید، VLC Media Player یا MediaInfo گزینه های خوبی هستند. اگر به دنبال یک ابزار با ویژگی های پیشرفته تر هستید، FFmpeg یا H.264 vs. H.265 Benchmark گزینه های بهتری هستند.
آینده تکنولوژی های H.264 و H.265 و H.265+
H.265 به سرعت در حال جایگزینی H.264 است. این امر به دلیل کارایی بالاتر H.265 و نیاز به کاهش حجم تصاویر ویدئویی در کاربردهای مختلف است.
H.265+ نیز به سرعت در حال توسعه است و به نظر می رسد که در آینده جایگزین H.265 شود. H.265+ کارایی بیشتری نسبت به H.265 دارد و می تواند کیفیت تصویر بهتری ارائه دهد.
با توجه به پیشرفت های مداوم در فناوری فشرده سازی ویدئویی، انتظار می رود که استانداردهای جدیدی در آینده توسعه یابند. این استانداردها می توانند کارایی بیشتری را ارائه دهند و به کاهش حجم تصاویر ویدئویی و بهبود کیفیت آنها کمک کنند.
نتیجه گیری
H.264، H.265 و H.265+ استانداردهای فشرده سازی ویدئویی هستند که مزایای زیادی نسبت به استانداردهای قدیمی تر دارند. این استانداردها می توانند حجم تصاویر ویدئویی را کاهش دهند، کیفیت تصویر را بهبود بخشند و به بهبود تجربه کاربری کمک کنند.
